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化学发热组成物及发热袋

阅读：837发布：2021-04-13

专利汇可以提供化学发热组成物及发热袋专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于发热材料领域，具体公开了一种化学发热组成物，该组成物由铁粉、竹炭粉、非钠可溶性无机盐、水、无机质多孔保水剂和高吸水性树脂组成，在空气中，该发热组成物作为发热材料使用后，其废弃物能作为肥料和土壤改良剂再利用。另外，本发明还公开了一种发热袋，具有双层结构，内层为封装有上述的化学发热组成物的透气性包装袋，外层为非透气性包装袋，其中，内层透气性包装袋由生物降解非织造布和生物降解塑料加工而成，内层透气性包装袋废弃后，可生物降解，避免了对环境造成污染。，下面是化学发热组成物及发热袋专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种化学发热组成物，其特征在于，该化学发热组成物由铁粉、竹炭粉、非钠可溶性无机盐、水、无机质多孔保水剂和高吸水性树脂组成，各组分的重量百分含量为：
铁粉 43-65％；
竹炭粉 5-15％；
非钠可溶性无机盐 1.5-15％；
水 15-35％；
无机质多孔保水剂 2-18％；
高吸水性树脂 0.5-5％；
上述竹炭粉经活化处理，对碘的吸附值≥1000mg/g，对亚甲兰的脱色力≥150mg/g。
2.根据权利要求1所述的化学发热组成物，其特征在于，非钠可溶性无机盐选自氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、碳酸氢钾、磷酸二氢钙、过磷酸钙、磷酸二氢铵、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵及其复合物。
3.根据权利要求1所述的化学发热组成物，其特征在于，无机质多孔保水剂选自蛭石、硅藻土、硅胶、氧化铝、珍珠岩、膨润土及其混合物。
4.根据权利要求1所述的化学发热组成物，其特征在于，高吸水性树脂是吸水能力为自身重量100倍以上，对土壤有改良和保水保肥功能的高吸水性树脂。
5.根据权利要求4所述的化学发热组成物，其特征在于，高吸水性树脂选自淀粉类系列、纤维素类系列和合成树脂类系列，其中：淀粉类系列选自淀粉接枝丙烯腈水解物、淀粉接枝丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酰胺、羧甲基化淀粉、淀粉黄原酸盐接枝丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺-顺丁烯二酸酐；纤维素类系列选自羧甲基化纤维素、纤维素接枝丙烯腈水解物、纤维素接枝丙烯酸盐、纤维素黄原酸化接枝丙烯酸盐和纤维素接枝丙烯酰胺；合成树脂类系列选自聚丙烯酸盐、丙烯酸-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇-酸酐交联共聚物、聚乙烯醇-丙烯酸接枝共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚水解物、醋酸乙烯-顺丁烯二酸酐共聚水解物、聚丙烯腈交联水解物、丙烯腈共聚水解交联物及其混合物。
6.一种发热袋，具有双层结构，其特征在于，内层为封装有权利要求1-5任何一项所述的化学发热组成物的透气性包装袋，外层为非透气性包装袋，其中，内层透气性包装袋由生物降解非织造布和生物降解塑料加工而成。
7.根据权利要求6所述的发热袋，其特征在于，内层透气性包装袋至少一面由透气性
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材料构成，透气面的透湿度为200-900g/m·d。
8.根据权利要求6所述的发热袋，其特征在于，生物降解非织造布选自棉、麻、人造纤维通过壳聚糖或淀粉粘合而成的非织造布。
9.根据权利要求6所述的发热袋，其特征在于，生物降解塑料选自聚己酸内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚(丁二酸丁二醇酯/己二酸酯)、聚乳酸、聚羟基丁酸酯、淀粉类生物降解塑料、脂肪族聚酯与聚酰胺的共聚体、聚乙烯醇、和二氧化碳共聚物。

说明书全文

化学发热组成物及发热袋

技术领域

[0001] 本发明属于发热材料领域，具体涉及一种化学发热组成物；另外本发明还涉及一种利用该化学发热组成物的发热袋。

背景技术

[0002] 中国专利CN1760310A于2006年04月19日公开了一种化学发热材料和一种使用上述化学发热材料制成的发热袋，将由铁粉、活性炭、氯化钠、水、无机保水剂(或木粉)等混合而成，遇空气发热的组成物封装在透气性内袋中，再密封在非透气性的外袋中保存。使用时，打开外袋取出内发热袋。这种一次性的发热袋在人体和动物取暖，植物和仪器设备保温，药物增效和医疗卫生等方面都有重要应用，消费量正逐年大幅度增加。

[0003] 但上述发热袋使用后的废弃物堆积或填埋，封装在透气袋内残留物中的氯化钠被雨水等溶出，会对土壤、河流、湖泊等造成污染。

[0004] 另外，现在用作透气包装袋的高分子材料化学稳定性高，废弃后填埋很难降解，大量堆积，会造成环境污染。进行焚烧处理，伴随产生的有害气体会对大气造成污染。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种使用性能好，资源能得到再利用和环境友好的化学发热组成物。该化学发热组成物作为发热材料使用后，其废弃物能作为肥料和土壤改良剂再利用。

[0006] 本发明所要解决的技术问题之二是提出一种使用上述化学发热组成物的发热袋，废弃后的发热袋可以被生物降解，避免了对环境造成污染。

[0007] 为了解决上述技术问题之一，本发明提出的化学发热组成物，由铁粉、竹炭粉、非钠可溶性无机盐、水、无机质多孔保水剂、高吸水性树脂组成，各组分的重量百分含量为：

[0008] 铁粉 43-65％；

[0009] 竹炭粉 5-15％；

[0010] 非钠可溶性无机盐 1.5-15％；

[0011] 水 15-35％；

[0012] 无机质多孔保水剂 2-18％；

[0013] 高吸水性树脂 0.5-5％。

[0014] 本发明上述铁粉选自还原铁粉、铸铁粉、水雾化铁粉、电解铁粉、羰基铁粉及其混合物。

[0015] 本发明上述竹炭粉选自经活化处理，具有比表面积大、吸附性能强，对碘的吸附值≥1000mg/g，对亚甲兰的脱色力≥150mg/g的竹炭粉。其原料竹材生长快，繁殖能力强。将竹炭粉用于发热材料，催化活性高，能辐射远红外线，释放负离子。作为废弃物的残留组分具有保水保肥，调节土壤酸碱度和湿度的功能。

[0016] 本发明上述非钠可溶性无机盐选自含植物所需营养元素氮、磷、钾等以盐为主要形式存在的化学肥料，选自氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、碳酸氢钾、磷酸二氢钙、过磷酸钙、磷酸二氢铵、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵、尿素及其复合物。

[0017] 本发明上述无机质多孔保水剂选自蛭石、硅藻土、硅胶、氧化铝、珍珠岩、膨润土及其混合物。选用无机质多孔保水剂，可以防止化学组成物结块，并具有透气性。

[0018] 本发明上述吸水性树脂具有极高的吸水性能和保水性能，其吸水保水量为自身重量的几十倍至千倍以上。本发明中，优先选用吸水保水量为自身重量100倍以上的高吸水性树脂。选用高吸水性树脂可以抑制发热袋在制备和储藏过程中产生氢气，防止铁粉在储藏过程中失活。使用后，作为废弃物的组分，高吸水性树脂能使土壤形成团粒结构，吸收水分和肥料，并使其缓慢放出，具有增强肥效和保水抗旱的功能。

[0019] 本发明上述高吸水性树脂选自淀粉类系列，包括淀粉接枝丙烯腈水解物、淀粉接枝丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酰胺、羧甲基化淀粉、淀粉黄原酸盐接枝丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺-顺丁烯二酸酐等；还可选自纤维素类系列，包括羧甲基化纤维素、纤维素接枝丙烯腈水解物、纤维素接枝丙烯酸盐、纤维素黄原酸化接枝丙烯酸盐、纤维素接枝丙烯酰胺等；除此之外，还可选自合成树脂类系列，包括聚丙烯酸盐、丙烯酸-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇-酸酐交联共聚物、聚乙烯醇-丙烯酸接枝共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚水解物、醋酸乙烯-顺丁烯二酸酐共聚水解物、聚丙烯腈交联水解物、丙烯腈共聚水解交联物等及其混合物。

[0020] 有关本发明化学发热组成物的生产方法没有特别限制，只是将各组成物均匀混合即可。

[0021] 为了解决上述技术问题之二，本发明提出的发热袋具有双层结构，内层为封装有上述化学发热组成物的透气性包装袋，外层为非透气性包装袋，其中，内层透气性包装袋由生物降解非织造布和生物降解塑料加工而成。本发明上述内层透气性包装袋的两面均由透气性材料构成；也可以是一面由透气性材料构成，另一面由非透气性材料构成，在非透气面涂布胶粘剂，可以将发热袋固定在所希望的位置。透气面的微孔用于提供空气与发热组成物相接触的通道，由透气率大小控制空气的供给量。本发明中，透气面的透湿度范围一般是2 2
200-900g/m·d，更好的范围是300-700g/m·d。

[0022] 本发明上述内层透气性包装袋由生物降解材料加工而成，生物降解材料可选自棉、麻、人造纤维等通过壳聚糖或淀粉粘合而成的非织造布，聚己酸内酯(PCL)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物聚(丁二酸丁二醇酯/己二酸酯)，聚乳酸(PLA)，聚羟基丁酸酯(PHB)及其共聚物，淀粉类生物降解塑料，脂肪族聚酯与聚酰胺的共聚体(CPAE)，脂肪族/芳香族聚酯，聚乙烯醇(PVA)，聚二氧化碳共聚物等生物降解高分子薄膜或非织造布以及这些生物降解薄膜与非织造布的复合薄膜。

[0023] 相对于现有技术，本发明发热袋的非透气性外层包装袋是由对空气、水蒸气有高阻隔性的材料构成。使用时，只要打开外袋，取出封装有发热组成物的透气性内袋，可以在有效发热温度40℃以上持续发热10小时以上。

[0024] 本发明化学发热组成物及其发热袋使用后，经填埋处理或废弃在野外，经过一段时间的雨淋及太阳光的幅照会逐渐降解，更主要的是经栖息在土壤中的微生物作用会使它发生粉化和降解，这就解决了现有产品所用透气性内包装袋在废弃后难降解，造成对环境污染的问题。同时，使用后残留在内袋中的混合物，由于不含氯化钠，不会对土壤、河流、湖泊等造成危害。以非钠可溶性无机盐为主要形式存在的化学肥料进入土壤中可以为植物生长提供所需的营养元素。竹炭粉和高吸水性树脂可调节土壤的酸碱度和湿度、保水保肥，发挥土壤改良剂的功能。因此，相对于现有技术，本发明提供的发热组成物及发热袋不仅使用性能好，而且实现了资源优化和再利用，并避免了对环境造成污染。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

[0026] 本发明下述实施例中发热性能参数(包括升温时间、最高温度和持续时间)的测定：

[0027] 生物降解透气性包装袋的两面：一面为透气面，由人造纤维的非织造布和多孔聚(丁二酸丁二醇酯/己二酸酯)的复合薄膜构成；另一面为非透气性面，由聚(丁二酸丁二2
醇酯/己二酸酯)薄膜构成。袋长130mm，袋宽95mm，四边封幅宽6mm，透湿度为450g/m·d。
封装在透气性包装袋内的化学发热组成物重36.00g。所用竹炭粉，对碘的吸附值1600mg/g，亚甲兰的脱色力260mg/g(上海市海诺炭业有限公司)。

[0028] 环境温度：20±1℃，湿度50-70％。

[0029] 升温时间：样品从开始发热起升温到40℃时所需要的时间。

[0030] 最高温度：样品发热测得的最高温度。

[0031] 持续时间：样品发热后从40℃起，经过最高温度再返回到40℃测得的时间(以小时计，不足1小时的舍去)。

[0032] 实施例1

[0033] 将铁粉20.16g，竹炭粉3.00g，氯化钾1.00g，水7.35g，蛭石4.00g，硅藻土0.49g均匀混合，封装在生物降解透气性包装袋中。

[0034] 测得发热性能：升温时间15min，最高温度62℃，发热持续时间12h。

[0035] 比较例1

[0036] 将铁粉20.16g，竹炭粉3.00g，氯化钠1.00g，水7.35g，蛭石4.00g，硅藻土0.49g均匀混合，封装在生物降解透气性包装袋中。

[0037] 测得发热性能：升温时间10min，最高温度63℃，发热持续时间11h。

[0038] 比较例2

[0039] 将铁粉20.16g，活性炭(对碘的吸附值＞1000mg/g，亚甲兰的脱色力＞160mg/g，银川市核工业宁夏活性炭厂)3.00g，氯化钾1.00g，水7.35g，蛭石4.00g，硅藻土0.49g均匀混合，封装在生物降解透气性包装袋中。

[0040] 测得发热性能：升温时间18min，最高温度61℃，发热持续时间13h。

[0041] 比较例3

[0042] 将铁粉20.16g，竹炭粉(未经活化处理，对碘的吸附值59mg/g，亚甲兰的吸附值18mL，余姚市紫竹炭业有限公司)3.00g，氯化钾1.00g，水7.35g，蛭石4.00g，硅藻土0.49g均匀混合，封装在生物降解透气性包装袋中。

[0043] 测得发热性能：升温时间60min，最高温度60℃，发热持续时间14h。

[0044] 实施例2

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